工业催化剂的制备.ppt

纳米材料在催化领域中的研究进展 纳米催化剂的应用 ◆纳米催化剂在化学电源中的应用 △纳米催化剂在化学电源中应用研究主要集中在把纳米轻烧结构体作为电池电极。采用纳米轻烧结体作为化学电池、燃料电池和光化学电池的电极，可以增加反应表面积，提高电池效率，减轻重量，有利于电池的小型化。例如镍和银的轻烧结体作为化学电池等的电极已经得到了应用。 纳米材料在催化领域中的研究进展 纳米催化剂的应用 ◆纳米催化剂在环境保护中的应用 △ 锐钛矿型纳米TiOx是具有优良的光催化性能的催化剂，在环境保护方面取得了很好的效果。 利用人工采光和纳米氧化钛催化剂，能将工业废液和污染地下水中的多氯联苯类分解为C02和水。迄今已知，纳米TiO2能处理80多种有毒化合物，包括难以用生物降解法处理的纺织印染工业和照相工业的污染物、有毒溶剂、农药、木材防腐剂、染料及燃料油等。 纳米材料在催化领域中的研究进展 纳米催化剂展望 对纳米催化剂的制备和应用研究已经引起了国内外专家学者的极大关注，也取得相当的成就，但在纳米催化剂的制备实现工业化、商品化上，需要进一步深入研究。主要表现在： (1)现有的制备技术还不够成熟，已取得的成果还停留在实验室和小规模生产阶段，对生产规模扩大时涉及到的工程技术问题认识不够； (2)能够工业化生产纳米催化剂的设备有待进一步研究和改进，以提高产量并降低粉末的成本； (3)纳米催化剂的性能稳定控制技术尚未掌握，粉末在空气中极易氧化、吸湿和团聚，性能很不稳定，给为纳米催化剂的工业化应用带来了障碍，并且降低了其使用性能。这些问题是今后研究纳米催化剂的重要方向。 溶胶－凝胶法技术 溶胶一凝胶法是近年来新兴的一种湿化学制备无机非金属材料的方法，因其比传统的制备方法有许多独特的优越性而备受国内外化学、材料工作者的广泛重视。 溶胶一凝胶过程是无机聚合过程，包括水解和缩聚两个过程。 水解、缩聚反应的结果是形成金属一氧一氢氧聚合物，取决于各种反应的相对速度，可以是凝胶、溶胶或沉淀。可以通过控制反应条件或分子改性来调节前驱体的水解缩聚活性，是控制产物结构的根本途径。 气相沉积法 利用气态物质，在一固体表面进行化学反应后，在其上生成固态淀积物的过程。 物理气相沉积（PVD)：蒸发法、溅射法。 化学气相沉积（CVD)：热活化CVD法、等离子体CVD法、金属有机CVD法等。 特点：可以制超纯物 可以超细 膜催化 膜催化反应 膜催化技术是近年来在多相催化领域中出现的一种新技术，是催化领域的一门前沿学科‘该技术将催化材料制成膜反应器或将催化剂置于膜反应器中操作，反应物可选择性地穿透膜并发生反应，或产物可选择性地穿过膜而离开反应区域、从而对某一反应物(或产物)在反应器中的区域浓度产牛调节，打破化学反应在热力学上的平衡或严格地控制某—反应物参加反应时的量和状态从而达到高的选择性. 膜催化 膜催化反应的特点 膜催化技术将膜技术应用于催化反应领域集催化反应和分离双重功能于一身，因此具有—些优于其他技术的特性。 1)催化活性高 2)选择性可高达100% 3)载体型的膜催化剂呈现出耐高温、耐化学 稳定性，机械强度提高、催化寿命延长的特点。 膜催化 膜材料及分类 具有催化功能的膜，就是把催化剂固定于分离膜的表面或膜内，赋予膜以催化反应的功能，使作为反应部分的分离膜兼具反应与分离双重功能的一种功能化膜。 无机膜 高分子膜 生物膜 复合膜 膜催化 膜反应器类型 膜催化反应系统 膜催化技术应用前景展望 化学工业领域 由于膜催化技术能提高反应转化率、选择性，降低反应温度和节能降耗，因此，将加速新的催化反应的开发，特别是涉及到催化加氢、脱氢及烃类催化氧化过程的反应。 环境催化方面 期待利用膜催化反应器使污染大气的N0x和C02气体高效分解，以防止环境污染，并可用于原子能工业放射性废物的处理。另外，膜催化技术还可能在清洁燃烧及高温气体除尘与脱硫一体化的研究中发挥作用。现在，陶瓷膜光催化反应器在工业废水的处理研究中已经取得了可喜的成果 膜催化技术应用前景展望 能源方面 替代石油资源的将是天然气的综合利用。膜催化反应技术将在这一领域发挥作用。已开发出了两种用于甲烷氧化耦联中的钙铁矿型膜催化反应器，结果表明，在膜催化反应器中，产率和选择性可分别达到84％和94％，而在传统的反应器中，产率和选择性分别为28％和75％。 生物工程方面 随着人工合成膜作为生物催化剂的固定化载体研究的深入，膜催化反应器将会在这一领域得到更为广泛的应用，从而扩大生物催化反应在有机合成中的应用。 化学镀 化学镀法是将能形成非晶态活性组分的金属盐与还原剂、缓释剂和载体